Question

铝灰的回收利用方法很多，现用含有Al₂O₃，SiO₂和少量FeOxFe₂O₃的铝灰制备Al₂(S₀₄)318H₂O，工艺流程如下：

请回答下列问题：

（1）加入过量稀H₂SO₄溶解Al₂O₃的离子方程式是______________。

（2）流程中加人的KMnO₄也可用H₂O₂代替，若用H₂O₂发生反应的化学方程式为_______________。

（3）已知：浓度均为O.1mol/L的金属阳离子，生成氢氧化物沉淀的pH如下表：

步骤③的目的是__________________________________________________________；若在该浓度下除去铁的化合物，调节pH的最大范围是___________。

（4）已知当pH=2时，Fe^3＋开始沉淀的浓度为_______________。

（5）操作④发生反应的离子方程式为__________________________________________；为了验证该操作所得固体中确实含有MnO₂，可选用的试剂是_________或_________。

（6）操作⑤“一系列操作"，下列仪器中不需用的是___________（填序号）。

A．蒸发皿  B．坩埚  C．玻璃棒  D．酒精灯     E．漏斗

Answer

（1）6H+ + Al2O3=2Al3+ + 3H2O （2）H2O2 + 2FeSO4 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 2H2O 。（3）将二价铁离子氧化三价铁离子，并通过调节PH值把三价铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去。2.8到3.4。（4）4*10-2mol/L。（5）3Mn2+ + 2MnO4- + 4OH- =5MnO2 + 2H2O ；浓盐酸；过氧化氢溶液。（6） B

【解析】

试题分析：（1）加入过量稀H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是6H+ + Al2O3=2Al3+ + 3H2O 。（2）流程中加人的KMnO4也可用H2O2代替，H2O2有强氧化性把二价铁离子氧化为三价铁离子，发生反应的化学方程式为H2O2 + 2FeSO4 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 2H2O 。（3）根据流程图可知是将二价铁离子氧化三价铁离子，并通过调节PH值把三价铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去，确保铝离子不要沉淀出来，故调节pH范围为：2.8到3.4。（4）已知当pH=2时，即c(H+)=0.01Mmol/L，c(OH-)=10-12Mmol/L，代入公式，可得Fe3＋开始沉淀的浓度为4*10-2mol/L。（5）根据操作中出现的现象，紫色消失，说明高锰酸根离子参加了反应，④发生反应的离子方程式为3Mn2+ + 2MnO4- + 4OH- =5MnO2 + 2H2O ；为了验证该操作所得固体中确实含有MnO2，可选用的试剂是_浓盐酸并加热或过氧化氢溶液有气泡产生即可说明。（6）操作⑤“一系列操作"中有，蒸发浓缩，降温结晶，过滤，不需用的是 B．坩埚。

考点：本题考查离子方程式的书写，实验原理的分析和沉淀溶解平衡相关计算。